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1、AppliedPhysics应用物理,2017,7(4),85-91PublishedOnlineApril2017inHans.http://www.hanspub.org/journal/apphttps://doi.org/10.12677/app.2017.74012FormationPrincipleandInfluenceFactorsoftheForceRequiredtoSeparateTwoSheetsofGlasswithaThinLayerofWaterbetweenThemXinyangSu,FangLin*CollegeofPhysicalScienceandTec
2、hnology,SichuanUniversity,ChengduSichuanthththReceived:Apr.6,2017;accepted:Apr.18,2017;published:Apr.24,2017AbstractPutathinlayerofwaterbetweentwosheetsofglassandtrytoseparatethem,itcouldbefoundthattheforcerequiredwasmuchlargerthantheonewhenthewaterlayerdidnotexist.Basedontheeffectofatmosphereandsu
3、rfacetension,theformulaforthepullingforcerequiredwasde-rivedandobtained,whichhascometoaconclusionthattheforcewouldmainlydependonthesurfacetensioncoefficientbetweenwaterandglass,theareaofwaterlayer,andthecurvaturesofthewaterlayer’sedge.Furthermore,experimentswereexecutedtoverifythecorrectnessoftheor
4、yandinvestigatetheinfluenceofthevolumeofwateraswellastheglassmaterial.KeywordsGlasseswithaLayerofWater,Separation,SurfaceTension,PressureDifference分离夹层有水玻璃所需较大拉力的产生原理与影响因素*苏鑫杨，林方四川大学物理科学与技术学院，四川成都收稿日期：2017年4月6日；录用日期：2017年4月18日；发布日期：2017年4月24日*通讯作者。文章引用:苏鑫杨,林方.分离夹层有水玻璃所需较大拉力的产生原理与影响因素[J].应用物理,2017,7
5、(4):85-91.https://doi.org/10.12677/app.2017.74012苏鑫杨,林方摘要两块玻璃之间夹有一层薄薄的水并紧贴在一起，则需要用较大的力才能将两者分离，此拉力远大于分离干燥玻璃所需拉力。本文分析了夹层有水玻璃的受力情况，从大气压与表面张力的角度推导出分离玻璃所需拉力的理论表达式，得出拉力主要取决于水与玻璃间表面张力系数、水层面积以及边缘液面曲率半径的结论，并进行了实验验证。最后，本文还对分离拉力与夹层水量、玻璃材质等影响因素的关系进行了实验探究。关键词夹层有水玻璃，分离，表面张力，压强差Copyright©2017byauthorsandHansPubli
6、shersInc.ThisworkislicensedundertheCreativeCommonsAttributionInternationalLicense(CCBY).http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/OpenAccess1.引言贴合在一起的两块干燥玻璃片很容易被分离；然而如果玻璃片之间夹有一层薄薄的水，拉开它们将变得十分困难。当固体片层之间存在液体，液体将对固体表面产生显著的粘附作用，该类问题从20世纪80年代开始被广泛研究。1985年，H.K.Christenson等人对分离浸泡于乙二醇中的两块光滑云母片所需拉力进行了测量，给出
7、了该力学系统的分离函数[1]。1989年，R.G.Horn等人将两块二氧化硅片浸入氯化钠溶液，测量并研究了液膜的粘度及其表面力(surfaceforce)[2]。1994年，H.Yoshizawa和J.Israelachvili采用正十四烷与光滑云母片进行实验，对光滑云母片间厚度为分子数量级的液膜进行了法向力(粘附力)与横向力(摩擦力、剪切力)的测量，发现其与云母表面分子振荡以及液膜分子排列有关[3]。200
